PMS | Lecture 43

شوف يا عم، الـ slide دي بتتكلم عن الـ Cartilage، اللي هو الغضروف بالعربي. الدكتورة هبة بتشرحه في مادة الـ Histology.

تعالى نفهم بقى الـ Learning objectives، يعني الحاجات اللي المفروض تكون عارفها بعد المحاضرة دي:

1. **Enumerate cartilage types:** يعني تعرف أنواع الـ Cartilage المختلفة. فيه كذا نوع زي الـ Hyaline cartilage والـ Elastic cartilage والـ Fibrocartilage، وكل واحد له مكانه في الجسم وتركيبه الخاص.

2. **Identify hyaline cartilage structure:** الـ Hyaline cartilage ده أكتر نوع منتشر في الجسم. المفروض تعرف تركيبه تحت الميكروسكوب عامل إزاي، وتعرف الخلايا اللي فيه اسمها إيه (اللي هي الـ Chondrocytes).

3. **Discriminate chondrocyte ultrastructure:** الـ Chondrocytes دي الخلايا اللي بتكون الـ Cartilage. لازم تعرف تفاصيلها الدقيقة جوه الخلية عاملة إزاي، زي الـ organelles اللي جواها.

4. **Recognize elastic and fibrocartilage characteristics:** الـ Elastic cartilage ده موجود في أماكن زي الأذن، والـ Fibrocartilage موجود في أماكن زي الـ intervertebral discs (الأقراص اللي بين الفقرات). لازم تعرف إيه اللي بيميز كل نوع منهم عن التاني.

5. **Know cartilage development:** يعني تعرف الـ Cartilage بيتكون إزاي في الجسم.

شوف يا عم، الـ Cartilage ده نسيج ضام متخصص، يعني زي دعامة أو حاجة بتشيل الوزن. عامل زي الجيلي المتين اللي بيرجع لشكله تاني بعد الضغط.

فيه تلات أنواع من الـ Cartilage:
* **Hyaline cartilage:** وده أكتر نوع منتشر.
* **Elastic cartilage:** وده مرن أكتر.
* **Fibrocartilage:** وده أقوى نوع، زي اللي بين فقرات الظهر.

الـ Hyaline cartilage ده مهم جداً في تكوين الجنين وفي النمو بعد الولادة، وكمان في الكبار. وعشان كده أغلب دراستنا عن الـ Cartilage بتكون عن الـ Hyaline cartilage. التلات أنواع متشابهين بس بيختلفوا في شكل ومكونات الـ matrix بتاعتهم.

تعالى فهم بقى، الـ Cartilage ده **avascular** يعني مفيش فيه أوعية دموية. إزاي بيتغذى بقى؟ لازم الأكل يوصل للخلايا (اللي اسمها **chondrocytes**) عن طريق الانتشار من الـ matrix، والفضلات تطلع برضه بالانتشار للأوعية الدموية اللي جاية من الـ **Perichondrium** عشان الخلايا دي تعيش. الـ matrix بتاع الـ Cartilage فيه مية كتير وشحنات سالبة عالية، وده بيسهل عملية الانتشار دي. الـ matrix ده بيتجدد باستمرار، عمر النصف بتاع الـ Hyaline cartilage حوالي شهر أو شهرين.

هقولك على حاجة كده، أغلب الـ Cartilage بيكون متغطي بغشاء ليفي اسمه **Perichondrium**، وده فيه أوعية دموية وأعصاب وأوعية لمفاوية، وده مهم لنمو الـ Cartilage والمحافظة عليه. بس فيه استثنائين: الـ Articular cartilage اللي في المفاصل المتحركة والـ Fibrocartilage، دول مالهمش Perichondrium.

الـ Perichondrium ده طبقتين:
* الطبقة الخارجية: دي طبقة ليفية فيها Type I collagen وخلايا ليفية قليلة.
* الطبقة الداخلية: دي فيها خلايا جذعية غير متخصصة، ممكن تتحول لخلايا ليفية للطبقة الخارجية أو تتحول لـ Chondroblasts، ودي الخلايا اللي بتصنع الـ matrix بتاع الـ Cartilage.

مع إن الـ Articular cartilage مش متغطي بـ Perichondrium، إلا إنه بيتغذى عن طريق الانتشار من السائل الزلالي (Synovial fluid) اللي موجود في المفاصل.

شوف يا عم، الـ Hyaline cartilage ده نوع من الـ cartilage، يعني غضروف. ده غضروف مهم قوي في الجسم، تعال بقى نفهم مكانه ووظيفته.

الـ Hyaline cartilage بنشوفه في الجنين، بيكون زي "نماذج" كده، يعني زي قوالب بتتبني عليها معظم الـ long bones (العظام الطويلة) في الجسم. زي عظمة الفخد، عظمة الساق، العظام دي كلها بتبدأ كـ Hyaline cartilage وبعدين تتحول لعظم.

في البالغين، الـ articular surfaces (الأسطح المفصلية) بتاعة العظام بتكون متغطية بـ Hyaline cartilage، يعني الأماكن اللي العظمتين بيتصلوا فيها عشان يعملوا مفصل، بتبقى متغطية بـ Hyaline cartilage عشان الحركة تكون سهلة ومفيش احتكاك جامد. الـ airway passages (الممرات الهوائية) الكبيرة في الـ respiratory system (الجهاز التنفسي) زي الـ trachea (القصبة الهوائية) والـ bronchi (الشعب الهوائية) بتكون مدعمة بـ rings (حلقات) و plates (صفائح) من الـ Hyaline cartilage عشان الممرات دي تفضل مفتوحة وماتقفلش. الـ nose (الأنف) كمان الـ main supporting material (المادة الداعمة الرئيسية) بتاعته هي الـ Hyaline cartilage.

في الحالة الـ living (الحية)، الـ Hyaline cartilage بيكون لونه bluish-white (أبيض مزرق) وشفاف شوية زي الازاز.

في الـ fixed and stained preparations (التحضيرات المثبتة والمصبوغة) اللي بنشوفها تحت الميكروسكوب، الـ matrix (المادة الأساسية) بتاعه بيكون شكله amorphous (غير متبلور)، يعني مالوش شكل محدد.

عند الـ periphery (الطرف) بتاع الـ Hyaline cartilage، بنلاقي الـ chondroblasts (خلايا غضروفية فتية) شكلها elliptic (بيضاوي) والـ long axis (المحور الطويل) بتاعها بيكون parallel (موازي) للسطح.

في الـ core (المركز) بتاع الـ Hyaline cartilage، بنلاقي الـ mature chondrocytes (الخلايا الغضروفية الناضجة) شكلها round (مدور) وموجودة جوه كمية كبيرة من الـ cartilage matrix. الـ chondrocytes ممكن تكون موجودة كـ single cells (خلايا مفردة) أو في groups (مجموعات) من خليتين أو تلاتة أو أربعة قريبين من بعض. المجموعات دي بنسميها cell nests (أعشاش خلوية) أو isogenous groups (مجموعات متجانسة) ودي بتكون ناتجة من a single precursor cell (خلية سلفية واحدة) يعني كلهم جايين من نفس الخلية وعندهم نفس الـ genome (المادة الوراثية).

الـ cartilage matrix بتكون firm (صلبة) لدرجة إن حتى لو الـ chondrocytes عندها القدرة على الـ locomote (الحركة)، مش هتقدر تتحرك بسبب الـ rigidity (الصلابة) بتاعة الـ matrix.

في الحالة الـ living، الـ chondrocytes بتملأ الـ space (الفراغ) اللي هي موجودة فيه تماماً (بنسمي الفراغ ده lacuna)، بس غالباً الـ chondrocyte بتshrinks (تنكمش) أثناء الـ fixation (التثبيت)، وده بيدينا انطباع إنها موجودة في a small space (فراغ صغير) أو hole (حفرة) في الـ cartilage matrix.

شوف يا عم، الحتة بتاعت الـ "capsule" اللي بيقولوا عليها حوالين الـ chondrocyte دي، مش capsule بالمعنى المتعارف عليه. الـ chondrocyte دي الخلية اللي بتكون موجودة في الـ cartilage (الغضروف). الـ lacuna دي الحتة الفاضية اللي الـ chondrocyte قاعدة جواها. الحواف بتاعت الـ lacuna اللي لازقة في الـ chondrocyte بتلاقيها أغمق في الـ stain (الصبغة) من الـ matrix اللي حواليها. فـ بتدي انطباع كأن الـ chondrocyte ليها "capsule". بس ده مش capsule حقيقي، ده مجرد انعكاس لوجود نوع تاني من الـ collagen اسمه type VI.

تعال نفهم بقى الـ Chondrocyte Ultrastructure عاملة إزاي:

الـ mature chondrocytes (الخلايا الغضروفية الناضجة) بتكون مدورة أو بيضاوية، والنواة بتاعتها بتكون مش في النص بالظبط (eccentrically placed spherical nucleus). وكمان بيكون عندها كمية كبيرة من الـ rough endoplasmic reticulum (rER) وده الشبكة الإندوبلازمية الخشنة اللي بتصنع البروتينات. الـ rER ده ممكن يكون متوسع لو الخلية شغالة جامد في تصنيع الـ matrix (المادة الأساسية للغضروف) وإفرازها.

بالإضافة لكده، بيكون فيه جهاز جولجي (Golgi apparatus) كبير وواضح، وكمان بيكون فيه filopodia صغيرة (زي الزوائد كده). وكمان بيكون فيه lipid droplets (نقط دهون) أو glycogen granules (حبيبات جليكوجين) كتير في الـ cytoplasm (السيتوبلازم) بتاع الـ chondrocyte. الحاجات دي بتعكس إن الخلية بتخزن precursors (مواد أولية) علشان تصنيع الـ proteoglycan والـ collagen.

بالنسبة للرسمة (Figure 1)، هي بتوضح تركيب الـ cartilage (الغضروف)، وبتوريك الطبقات والمكونات الخلوية بتاعته. الجزء اللي فوق اللي مكتوب عليه "Appositional" ده مكان النمو. وتحتيه هتلاقي الـ "Chondrocyte in lacuna" اللي بتشاور على الـ chondrocytes جوه الـ lacunae بتاعتها. وعلى اليمين فيه labels زي "Fibrous layer of perichondrium" و "Chondrogenic layer of perichondrium" و "Cell nests"، ودي بتوضح الطبقات المختلفة وتجمعات الخلايا. الـ chondrocytes بتكون خلايا جواها نواة، وحواليها الـ matrix، وبتكون موجودة في مراحل مختلفة من التنظيم والتجمع.

شوف يا صاحبي، الـ Hyaline cartilage matrix ده عامل زي الجيلي اللي ماسك العضم بتاعك في المفاصل، بس الجيلي ده فيه حاجات تانية غير المية والسكر.

الـ Extracellular matrix (ECM) بتاع الـ hyaline cartilage ده متجانس وشفاف زي الازاز، غني بالـ proteoglycan (aggrecan) aggregates، ودي جزيئات كبيرة كده بتدي للغضروف مرونته وقوته. الـ aggrecan ده ماسك في جزيئات طويلة قوي من الـ hyaluronic acid، عامل زي سلسلة طويلة من الخرز.

كمان فيه الـ type II collagen، وده الكولاجين المتخصص بالغضروف. الـ collagen ده عامل زي الحبال اللي بتدي للغضروف قوته وشكله. الـ proteoglycan والـ collagen بيتجمعوا مع بعض ويعملوا شبكة كبيرة تملا الفراغ، والشبكة دي بتمسك مية وأيونات كتير، عشان الغضروف يبقى طري ومرن.

تعالى فهم بقى، الـ Chondronectin ده بروتين بيمسك في الـ glycosaminoglycans والـ collagen type II، وكمان في الـ integrins، ودي بروتينات موجودة على سطح الخلايا الغضروفية (chondrocytes). الـ chondronectin ده بيساعد الخلايا الغضروفية تمسك في الـ ECM.

هقولك على حاجة كده، فيه أنواع تانية من الـ collagen موجودة بكميات قليلة، زي الـ types IX, X, و XI. توزيع الـ collagens دي بيأثر على طريقة تلون الـ hyaline cartilage لما بنيجي نصبغها عشان نشوفها تحت الميكروسكوب.

بالنسبة للصورة اللي بتتكلم عن الـ chondrocytes، دي خلايا الغضروف. هتلاقي النواة بتاعتها مش في النص بالضبط (eccentric placement)، وفيها شبكة إندوبلازمية خشنة (rough endoplasmic reticulum - rER) كتير، ودي مسؤولة عن تصنيع البروتينات. الـ rER دي بتكون مليانة بمادة كثيفة (electron-dense cisternal contents). كمان هتلاقي filopodia على الغشاء البلازمي بتاع الخلية، ودي زي بروزات صغيرة بتساعد الخلية تتفاعل مع الـ ECM. الصورة بتوضح كمان الـ mitochondria (مصانع الطاقة في الخلية) والـ Golgi apparatus (اللي بيعدل البروتينات). وأخيراً، هتلاقي الـ collagen fibers اللي بتمسك كل ده مع بعض.

شوف يا صاحبي، الكلام هنا عن الـ cartilage، أو الغضروف بالعربي.

الـ collagen molecules دي زي حبال كده، بس متينة قوي. هي مابتمطش، ودي اللي بتخلي الـ matrix، اللي هو زي الأرضية بتاعة الـ cartilage، ماسكة نفسها. يعني الـ cartilage بيبقى عامل زي الجيلي المتماسك، وده بيخليه يقدر يستحمل الضغط كويس قوي.

تعالى بقى نفهم الـ staining، اللي هو التلوين. الـ matrix ممكن يكون مش متلون أصلا، أو ممكن ياخد لون أحمر خفيف (eosinophilic)، أو لون أزرق خفيف (basophilic). وممكن كمان ياخد لون مختلف عن المتوقع مع صبغات معينة، ودي اسمها metachromasia، زي الـ alcian blue.

الـ articular cartilage ده نوع من الـ hyaline cartilage، وده موجود في المفاصل. الـ articular cartilage ده ناعم جداً وصلب، وده اللي بيبطن نهايات العظام في المفاصل. فايدته إيه؟ إنه بيحمي العظام وبيخلي الحركة بينها سلسة. هقولك على حاجة كده، الـ articular cartilage ده مالهوش blood supply مباشر، يعني الدم مش بيوصله بسهولة. عشان كده لو حصل فيه إصابة، بياخد وقت طويل قوي عشان يخف. وعشان كده العلماء بيحاولوا يشوفوا طرق عشان يحفزوا الـ recovery بتاعه، زي إنهم يجيبوا stem cells من الـ bone marrow للمنطقة المصابة.

بالنسبة للصورة اللي في الـ slide، دي رسمة للـ knee joint، أو مفصل الركبة. فيها الـ femur اللي هي عظمة الفخذ، والـ fibula اللي هي عظمة في الساق. وفيها كمان الـ medial ligament والـ lateral ligament، دول أربطة بتربط العظام ببعضها. وفيها الـ articular cartilage اللي اتكلمنا عنه، والـ cartilage meniscus اللي هو الغضروف الهلالي، وده زي مخدة كده بين العظام عشان تقلل الاحتكاك. الرسمة دي بتوضح أماكن الحاجات دي كلها بالنسبة لبعضها في الركبة.

شوف يا صاحبي، الـ Elastic Cartilage ده زي الـ Hyaline Cartilage، بس فيه شوية اختلافات بسيطة.

أول حاجة، الـ Elastic Cartilage ده بيكون حواليه غلاف اسمه الـ Perichondrium، والـ cells اللي جوه الـ matrix بتاعته اسمها الـ Chondrocytes. زي الـ Hyaline Cartilage بالظبط.

تعالى بقى نفهم الفرق، الـ matrix بتاع الـ Elastic Cartilage فيها proteoglycan aggregates و type II collagen، زي الـ Hyaline Cartilage، بس الزيادة هنا إن فيه كمية كبيرة من الـ elastin fibers. دي نقطة مهمة قوي. الـ elastin fibers دي الـ chondrocytes هي اللي بتصنعها وتفرزها.

طيب الـ Elastic Cartilage ده موجود فين في الجسم؟ هقولك على حاجة كده، موجود في الـ epiglottis (اللي هي لسان المزمار اللي بيقفل على القصبة الهوائية لما تبلع عشان الأكل ما يدخلش فيها)، وأجزاء من الـ auditory system (اللي هو الجهاز السمعي، زي الـ external acoustic meatus و أجزاء من الـ eustachian tubes)، وكمان في الـ pinnae of the ears (اللي هي صيوان الأذن، الجزء اللي بره ده).

فيه صبغات معينة بتستخدم عشان نشوف الـ Elastic Cartilage تحت الميكروسكوب، زي الـ Verhoeff van Gieson اللي بتصبغ الـ elastic fibers بالأسود، والـ Orcein اللي بتصبغها بالبني.

شوف يا عم، الـ Fibrocartilage ده نوع من الـ cartilage أو الغضروف، بس مش زي أي غضروف. تعال فهم بقى، ده خليط كده، تلاقي فيه شوية خلايا اسمها chondrocytes، ودي بتكون موجودة في الـ hyaline cartilage matrix بكميات قليلة، والـ matrix ده فيه collagen II. بس الزيادة هنا، إن فيه كمان ألياف collagen سميكة قوي، من نوع collagen I، ودي اللي بنشوفها عادة في الـ tendons و الـ ligaments، يعني في الأربطة والأوتار.

هقولك على حاجة كده، الـ Fibrocartilage ده مفيش حواليه perichondrium، يعني مفيش طبقة بتغذيه من بره زي أنواع تانية من الـ cartilage.

طيب، موجود فين ده بقى؟ موجود في الـ intervertebral disks، اللي بين فقرات الظهر، عشان تمتص الصدمات لما بتجري ورا الأتوبيس. وموجود كمان في الـ symphysis pubis، اللي هو مفصل العانة، ده اللي قدام في منطقة الحوض. وممكن تلاقيه كمان في مفاصل تانية متخصصة.

الـ figure اللي في الـ slide بتوريك أماكن وجوده. فيه رسمة للـ vertebral column أو العمود الفقري، وبتوريك الـ intervertebral disks اللي بين الفقرات. فيه رسمة تانية بتوريك تفاصيل الـ vertebral body (جسم الفقرة)، والـ intervertebral foramen (الفتحة اللي بيطلع منها العصب)، والـ annulus fibrosus (الجزء الخارجي من الـ disk)، والـ nucleus pulposus (الجزء الداخلي الطري من الـ disk). وبعدين فيه رسمة للـ fibrocartilage disc بتاع الـ pubic symphysis.

شوف يا صاحبي، الـ slide ده بيتكلم عن ازاي الـ cartilage بيتكون وبيتطور، اللي هو الغضروف بالعربي.

تعال نفهم بقى، أول حاجة، الـ cartilage development بيبدأ لما الـ mesenchymal cells، اللي هي خلايا جذعية كده، بيجيلها إشارة إنها تتكاثر (proliferate) وتتميز (differentiate) وتفرز (secrete) الـ cartilage matrix molecules. الـ matrix ده عامل زي الأرضية اللي الخلايا بتعيش فيها.

أول خلايا بتصنع وتفرز الـ cartilage matrix دي اسمها chondroblasts. دول بقى زي العمال اللي بيبنوا الأرضية بتاعة الـ cartilage.

مع الوقت، الـ matrix ده بيتراكم، والـ chondroblasts بتحيط نفسها بكمية أكبر من الـ cartilage matrix وبتبتدي تبعد عن بعض. لما ده بيحصل، الخلايا دي بيتغير اسمها وتبقى اسمها chondrocytes. الـ chondrocytes دي بقى زي السكان اللي عايشين جوه الـ cartilage.

الغضروف ده بينمو بطريقتين:

* **Interstitial growth:** ده النمو من جوه الـ cartilage matrix نفسه. الـ chondrocytes بتنقسم وتفرز matrix جديد، فـ الغضروف يكبر من جوه.
* **Appositional growth:** ده النمو عن طريق إضافة cartilage جديد على السطح بتاعه. الـ chondroblasts والـ progenitor cells (خلايا جذعية برضه) بيضيفوا matrix جديد على السطح، فـ الغضروف يكبر من بره.

دي نقطة مهمة قوي، الـ interstitial growth ده بيحصل عن طريق الـ chondrocytes، والـ appositional growth ده بيحصل عن طريق الـ chondroblasts والـ progenitor cells.

الغضروف بتاع الأطفال بيكون فيه خلايا أكتر من الغضروف بتاع الكبار.

هقولك على حاجة كده، الـ cartilage ده بيكون مرن إلى حد ما (pliable)، بس لو اتعرض لضغط كبير أو خبطة جامدة، ممكن يتكسر (fracture). ودي مشكلة كبيرة، لأن الـ cartilage مبيقدرش يجدد نفسه أو "يلحم". التشققات اللي بتحصل فيه بتتملي بـ fibrous connective tissue، زي الندبة كده، وده بيخلي الـ cartilage ميعرفش يشتغل كويس بقية العمر.

شوف يا عم، الراجل ده لعب كورة واتخبط في ركبته. تعال نفهم بقى إيه اللي حصل وإيه الأسئلة اللي عايزين نجاوب عليها.

أول حاجة، بيقولك الـ articular cartilage اللي في ركبته اتعورت. الـ articular cartilage دي اللي بتغطي العظام في المفصل عشان الحركة تبقى سلسة، زي ما تكون حاطط زيت على مفصلة الباب.

السؤال الأولاني: إيه نوع الـ cartilage اللي موجود في مفصل الركبة؟ الإجابة هي: Hyaline cartilage. الـ Hyaline cartilage ده نوع من أنواع الـ cartilage، وهو الأشهر وبيبقى موجود في المفاصل الكبيرة زي الركبة.

السؤال التاني: الـ mature cell بتاعة الـ cartilage اسمها إيه؟ اسمها Chondrocyte. الـ Chondrocytes دي الخلايا اللي بتبني الـ cartilage وتحافظ عليه.

السؤال التالت: الـ cartilage دي بتكون محاطة بإيه؟ بتكون محاطة بـ Perichondrium. الـ Perichondrium دي طبقة من الـ connective tissue بتغذي الـ cartilage وبتساعدها على النمو والإصلاح.

نيجي بقى للـ Self-assessment:

1- الـ Hyaline cartilage فيها نوع Collagen رقم كام؟ فيها Type II collagen. الـ Collagen ده بروتين مهم جداً بيدي قوة ومرونة للـ cartilage.

2- الـ Cartilage بتتكون إزاي؟ بتتكون عن طريق Chondrogenesis. الـ Chondrogenesis دي العملية اللي الـ mesenchymal cells (خلايا جذعية) بتتحول فيها لـ Chondroblasts (خلايا بناء الـ cartilage)، والـ Chondroblasts دي بتتحول لـ Chondrocytes.

3- الـ Chondrocytes عندها كام نواة؟ عندها نواة واحدة (single nucleus). الـ nucleus دي اللي فيها الـ DNA والتعليمات بتاعة الخلية.

4- الـ Cartilage matrix فيها إيه؟ فيها Glycosaminoglycans (GAGs) و proteoglycans و Collagen fibers و مية (water). الـ matrix دي المادة اللي بين الخلايا، وهي اللي بتدي الـ cartilage خصائصها.

5- إيه اللي فيه Type I collagen؟ الـ Fibrocartilage. الـ Fibrocartilage ده نوع تاني من الـ cartilage، وهو أقوى من الـ Hyaline cartilage، وموجود في أماكن زي الـ intervertebral discs (الأقراص بين الفقرات).